Der Sonnenzyklus 25 hat begonnen

Diese Aufnahme des Solar Dynamics Observatory SDO zeigt die Sonne bei Aktivitätsminumum und -maximum in extremem Ultraviolettlicht.

Bildcredit: NASA, SDO

Beschreibung: Der allgemeine Trend monatlicher Sonnenfleckendaten zeigt, dass das Minimum des ungefähr 11 Jahre langen Sonnenaktivitätszyklus im Dezember 2019 stattfand. Es markiert den Beginn des 25. Sonnenzyklus. Die ruhige Sonne während des Aktivitätsminimums ist die rechte Hemisphäre im geteilten Bild. Im Kontrast dazu zeigt die linke Seite, die im April 2014 fotografiert wurde, die aktive Sonne während des erfassten Maximums des Sonnenzyklus 24.

Die Bilder wurden vom Solar Dynamics Observatory in der Erdumlaufbahn im extremen Ultraviolett aufgenommen. Sie zeigen koronale Schleifen und aktive Regionen im Licht stark ionisierter Eisenatome.

Während des Sonnenzyklus 24 war das Weltraumwetter um unseren Planeten herum relativ ruhig. Die Prognosen für Zyklus 25 lauten, dass er ebenfalls ruhig sein wird. Das Aktivitätsmaximum des Zyklus 25 wird im Juli 2025 erwartet. Sonnenzyklus 1 war der erste Sonnenzyklus, der aus frühen Aufzeichnungen der Sonnenfleckendaten ermittelt wurde, er begann vermutlich mit einem Minimum im Februar 1755.

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Die rotierende Sonne


Bildcredit: SDO, NASA; Digitale Komposition: Kevin M. Gill

Beschreibung: Ändert sich die Sonne, während sie sich dreht? Ja, und die Änderungen reichen von gering bis dramatisch. Diese Zeitrafferaufnahmen zeigen die Rotation unserer Sonne im Laufe eines Monats im Jahr 2014, wie sie vom Solar Dynamics Observatory der NASA abgebildet wurde.

Links im großen Bild seht ihr die Chromosphäre der Sonne in Ultraviolettlicht, während das kleinere, hellere Bild rechts oben die vertrautere Photosphäre zur gleichen Zeit in sichtbarem Licht zeigt. Die restlichen eingefügten Sonnenbilder zeigen die Röntgen-Emissionen relativ seltener Eisenatome, die sich in unterschiedlichen Höhen der Korona befinden, und zwar in Falschfarben, um Unterschiede zu betonen.

Die Sonne braucht etwas weniger als einen Monat für eine vollständige Umdrehung – am schnellsten rotiert sie am Äquator. Eine große, aktive Sonnenfleckenregion rotiert kurz nach Beginn des Films ins Sichtfeld. Zu den subtilen Effekten gehören Änderungen der Oberflächenstruktur und die Formen der aktiven Regionen. Zu den dramatischen Effekten zählen zahlreiche Blitze in aktiven Regionen sowie flackernde, ausbrechende Protuberanzen, die ihr überall um den Sonnenrand seht.

Derzeit erlebt unserer Sonne ein ungewöhnlich niedriges Aktivitätsminimum während ihres 11-jährigen magnetischen Zyklus.

Gegen Ende des Films rotiert dieselbe, schon früher gezeigte große aktive Sonnenfleckenregion ins Sichtfeld zurück, doch sie sieht nun anders aus.

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Ein Merkur-Transit-Ablauf

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Bildcredit und Bildrechte: Dominique Dierick

Beschreibung: Morgen Montag kreuzt Merkur – von der Erde aus gesehen – die Vorderseite der Sonne. Das Ereignis wird als Transit bezeichnet. Zum letzten Mal geschah das 2016. Weil die Ebene der Merkurbahn nicht exakt in der gleichen Ebene wie die Erdbahn liegt, zieht Merkur für gewöhnlich scheinbar über oder unter der Sonne durch.

Dieser Zeitrafferablauf wurde über ein Einzelbild gelegt. Er wurde auf einem Balkon in Belgien fotografiert und zeigt den ganzen Transit vom 7. Mai 2003. Diese Sonnenüberquerung dauerte länger als fünf Stunden, sodass die oben gezeigten 23 Bilder in Zeitabständen von ungefähr  15 Minuten fotografiert wurden. Der Nordpol der Sonne, die Erdbahn und die Merkurbahn liegen, obwohl sie unterschiedlich sind, links im oberen Teil des Bildes. In der Mitte und ganz rechts sind Sonnenflecken zu sehen. Der nächste Merkurtransit nach Montag findet 2032 statt.

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Die Raumstation über einer fleckenlosen Sonne

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Bildcredit und Bildrechte: Rainee Colacurcio

Beschreibung: Das ist kein Sonnenfleck. Es ist die Internationale Raumstation (ISS), sie wurde fotografiert, als sie vor der Sonne vorbeizog.

Sonnenflecken haben eine dunkle zentrale Umbra, umgeben von einer helleren Penumbra, sie besitzen jedoch keine Solarpaneele. Die ISS hingegen ist ein komplexer, facettenreicher Mechanismus – einer der größten und anspruchsvollsten, welche die Menschheit je entwickelt hat. Außerdem treten Sonnenflecken auf der Sonne auf, die ISS hingegen kreist um die Erde. Die ISS umrundet die Erde alle 90 Minuten, daher ist es nicht ungewöhnlich, dass sie vor der Sonne vorbeizieht, aber nur selten hat man die Ausrüstung für ein großartiges Bild zur rechten Zeit am rechten Ort.

Seltsamerweise ist die Sonne auf diesem aktuellen Bild – abgesehen von dem falschen Fleck – völlig frei von echten Sonnenflecken. Seit Beginn des aktuellen Sonnenminimums – einer Periode geringer Sonnenaktivität – waren nur selten Sonnenflecken auf der Sonne zu beobachten. Aus noch nicht ganz geklärten Gründen war die Zahl der Sonnenflecken beim aktuellen wie auch dem vergangenen Sonnenaktivitätsminimum ungewöhnlich niedrig.

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Ein Februar ohne Sonnenflecken

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Bildcredit und Bildrechte: Alan Friedman (Averted Imagination)

Beschreibung: Wohin sind all die Sonnenflecken verschwunden? Letzten Monat betrug die Gesamtzahl aller Sonnenflecken, welche die Sonne kreuzten … null. Die Sonnenaktivität liegt weit unter dem langjährigen Monatsdurchschnitt, und die Sonnenoberfläche wurde bei diesem Sonnenfleckenminimum so ungewöhnlich inaktiv wie schon vor 11 Jahren beim letzten Fleckenminimum.

Eine so ausgeprägte Passivität ist nicht nur ein optisches Schauspiel, sondern geht auch mit einer etwas trüberen Sonne einher, mit stabileren Löchern in der Sonnenkorona und einem weniger intensiv ausströmenden Sonnenwind. Der reduzierte Wind wiederum kühlt und komprimiert die äußere Erdatmosphäre (die Thermosphäre), was den Luftwiderstand für viele Satelliten im Erdorbit reduziert.

Die Bilder sind Schwarz-Weiß-Negative. Links ist die unruhige Sonnenoberfläche nahe dem Sonnenmaximum 2012 abgebildet, im Kontrast dazu zeigt das rechte Bild die Sonnenoberfläche vom letzten August, als das Sonnenaktivitätsminimum begann, bereits (wenige Tage) ohne Flecken. Die Auswirkungen dieses ungewöhnlich statischen Sonnenminimums werden erforscht.

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Aktive Protuberanzen auf einer ruhigen Sonne

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Bildcredit und Bildrechte: Alan Friedman (Averted Imagination)

Beschreibung: Warum ist die Sonne so ruhig? Da die Sonne in eine Phase eintritt, die als Sonnenminimum bekannt ist, weist sie – wie erwartet – weniger Sonnenflecken und aktive Regionen auf als sonst. Die Ruhe ist allerdings etwas beunruhigend, da dieses Jahr bisher an den meisten Tagen überhaupt keine Sonnenflecken sichtbar waren.

Im Gegensatz dazu waren während des Sonnenmaximums von 2011 bis 2015 fast jeden Tag Flecken auf der Sonne zu sehen. Maxima und Minima wechseln einander in einem 11-Jahres-Zyklus ab, wobei das letzte Sonnenminimum das ruhigste seit 100 Jahren war. Wird das aktuelle Sonnenminimum noch ruhiger? Obwohl die Sonnenaktivität die Erde und ihre Umgebung beeinflusst, weiß niemand genau, was die Sonne als Nächstes tut, und die Physik hinter den Prozessen wird weiterhin aktiv erforscht.

Dieses Bild wurde vor drei Wochen fotografiert und zeigt, dass unsere Sonne sogar an einem ruhigen Tag aktiv ist. Ständig tanzen Protuberanzen aus heißem Plasma, von denen manche größer sind als die Erde, am leichtesten sind diese über dem Rand erkennbar.

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Die losgelassene Sonne: Riesenfackel in Ultraviolett


Videocredit: NASA GSFC’s Scientific Visualization Studio, Solar Dynamics Obs.

Beschreibung: Einer der eindrucksvollsten Sonnenanblicke ist eine ausbrechende Eruption. Im Juni 2011 entließ die Sonne eine einigermaßen eindrucksvolle, mittelgroße Sonnenfackel, während durch die Rotation aktive Sonnenfleckenregionen zum Sonnenrand gelangten. Auf diese Fackel folgte jedoch ein gewaltiger Strom aus magnetisiertem Plasma. Die Aufnahme in extremem Ultraviolettlicht vom Ausbruch dieser Riesenfackel, die am Sonnenrand zu sehen ist, stammt vom Solar Dynamics Observatory der NASA.

Dieses Zeitraffervideo zeigt, wie bei dem stundenlangen Ereignis dunkles kühleres Plasma auf einen großen Bereich der Sonnenoberfläche herabregnet und sich entlang der unsichtbaren Magnetfeldlinien wölbt. In Verbindung damit wurde ein koronaler Massenauswurf – eine massereiche Wolke energiereicher Teilchen – Richtung Erde geschleudert, wo er zu einem Streifschuss des Erdmagnetfeldes führte.

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Fackle wohl, AR2673!

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Bildcredit: NASA, SDO und die AIA-, EVE- und HMI-Wissenschaftsteams

Beschreibung: Fast außer Sicht unseres hübschen Planeten rotiert die riesige, um sich sprühende aktive Region AR2673 mit einer weiteren heftigen Sonnenfackel um den westlichen Rand der Sonne, gefolgt von einem großen koronalen Massenauswurf am 10. September. Die Protuberanz ist auf diesem extrem ultravioletten Bild des auf die Sonne starrenden Solar Dynamics Observatory rechts zu sehen. Die heftige Protuberanz war die vierte der AR2673 in diesem Monat der Klasse X. Der letzte koronale Massenauswurf aus dieser aktiven Region kollidierte 2 Tage später mit der Magnetosphäre der Erde. Sagt nun lebewohl zu der mächtigen AR2673. In die nächsten zwei Wochen befindet sich die gewaltige Sonnenfleckengruppe auf der Rückseite der Sonne.

Mission: Farewell Cassini
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Ein Transit Merkurs

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Bildcredit und Bildrechte: Howard Brown-Greaves

Beschreibung: Am 9. Mai kreuzte die zierliche Merkurscheibe – von der Erdumgebung aus gesehen – etwa siebeneinhalb Stunden vor der Sonne. Es war der dritte von 14 Transiten des innersten Planeten im Sonnensystem, die im 21. Jahrhundert stattfinden. Die winzige Silhouette wurde in Fulham (London, England, Planet Erde) fotografiert, auf diesem scharfen Bild teilt sie die gewaltige Sonnenscheibe mit Protuberanzen, Filamenten und aktiven Regionen. Merkurs runde Scheibe (links neben der Mitte) scheint der einzige dunkle Fleck zu sein, obwohl planetengroße Sonnenflecke auf der Sonne verteilt sind. Das Bild wurde mit H-alpha-Filter fotografiert, der nur für den schmalen Bereich des roten Lichts von Wasserstoffatomen durchlässig ist, was die Chromosphäre betont, die über die Photosphäre – die normalerweise sichtbare Sonnenoberfläche – hinausreicht. Auf H-alpha-Bildern der Chromosphäre werden Sonnenfleckenregionen, die normalerweise dunkel erscheinen, von hellen Klecksen dominiert, die als Sonnenfackeln, aber auch als Faculae oder Plages bezeichnet werden.

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Protuberanz auf der Sonne

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Bildcredit und Bildrechte: Alan Friedman (Averted Imagination)

Beschreibung: Diese schaurige Landschaft aus weißglühendem Plasma schwebt im schleifenförmigen, gewundenen Magnetfield der Sonne und erstreckte sich am 16. September bis zum östlichen Horizont. Die Szenerie wurde mit einem Gartenteleskop und Schmalbandfiltern im Licht ionisierten Wasserstoffs fotografiert und zeigt eine gewaltige Protuberanz, die über dem Sonnenrand schwebt. Die etwa 600.000 Kilometer breite magnetisierte Plasmawand ließe Welten des Sonnensystems zwergenhaft erscheinen. Der majestätische Gasriese Jupiter hat einen Durchmesser von nur 143.000 Kilometern, und der Planet Erde ist sogar weniger als 13.000 Kilometer groß. Die gewaltige Struktur ist wegen ihrer Erscheinung als Heckenprotuberanz bekannt, aber alles andere als stabil, daher brechen so große Sonnenprotuberanzen häufig auf.

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ISS-Doppeltransit

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Bildcredit und Bildrechte: Hartwig Luethen

Beschreibung: Nicht ein-, sondern zweimal kreuzt die Internationale Raumstation auf diesem Komposit aus Videobildern die Sonne auf ihrer Bahn um den Planeten Erde. Die Szenerie wurde am 22. August an einem einzigen, gut gewählten Ort in Schmalenbeck (Deutschland) fotografiert, wo die nur 7 Kilometer breiten Schattenpfade der ISS einander kreuzten. Die Transite, welche die Sonnenscheibe eine Sekunde oder kürzer kreuzten, lagen zeitlich etwa 90 Minuten auseinander, was einem Erdumlauf entspricht. Während die große, Fackeln bildende Sonnenfleckengruppe unter der Mitte, AR 2043, komfortable 150 Millionen Kilometer entfernt blieb, betrug die Entfernung zwischen Kamera und Raumstation beim ersten (oberen) Transit 656 Kilometer, beim zweiten mittigeren Transit 915 Kilometer. Die Winkelgröße der auffallend scharfen Silhouette der ISS ist bei der ersten näheren Passage merklich größer. Natürlich quert morgen der Mond die Sonne (in Europa unbeobachtbar). Doch sogar an gut gewählten Orten verfehlt sein dunkler zentraler Schatten knapp die Erdoberfläche, weshalb eine partielle Sonnenfinsternis zu beobachten ist.

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